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CIM Fabricación integrada por computador
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Programa (I) 1. Introducción al CIM • Conceptos básicos • Modelos de referencia • Implantación de un sistema CIM
2. Ingeniería de diseño • Diseño e Ingeniería: CAD, CAE, FEA. • Fabricación: CAM • Ingeniería concurrente
3. Planificación: CAP • Planificación y control de la producción MPC, CAPP, MRP, MRP-‐
II • Simulación de procesos: con9nuos, discretos.
4. Modelado e intercambio de información. Interfaces CIM.
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Programa (II) 5. Comunicaciones en producción: ISO-‐OSI, LAN, MAP, TOP,
TCP/IP 6. Componentes de sistemas CIM • Equipos y procesos de fabricación • Autómatas • Robots • Máquinas de control numérico • Células flexibles • Sistemas flexibles de fabricación: FMS
9. Comunicaciones en fabricación. Buses de campo, DNC 10. Integración en la industria de procesos • Introducción a los sistemas de control inteligente. Sistemas
expertos • Supervisión y control de la producción. MMI, GUI, SCADA
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Introducción a los Sistemas Integrados de Fabricación • Evolución de los sistemas tradicionales de fabricación, en busca de
• mejora de calidad • reducción de costes • y reducción de 4empos de respuesta
• ¿Cuál es la novedad en la empresa del siglo XX-‐XXI? • Compa9bilizar obje9vos de eficiencia y flexibilidad en los sistemas produc9vos mediante la integración de computadores y máquinas
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CIM • Definición de CIM de CASA (Computer and Automa.on Systems Associa.on), de la SME (Society of Manufacturing Engineers)(*):
“CIM es la integración de toda la empresa de fabricación mediante el uso de sistemas integrados y de comunicación de datos,
combinados con nuevas filosoAas de dirección que mejoran la eficiencia del personal y de la organización”.
(*) www.sme.org/cas : This group is "home" for engineers, managers and other professionals involved in
computer-‐based technologies and automated systems. It is applica9ons oriented and addresses all phases of research, design, installa9on, opera9on and maintenance of the total manufacturing enterprise. Lu
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Otras de;iniciones CIM • La AAES(*) define CIM como: “Combinación de equipos, programas, bases de datos y sistemas de comunicación que
permite: • La automa9zación de la producción • La op9mización con9nua de la fabricación • La coordinación y asignación de recursos • El control de flujo de información, de materiales y de operaciones”
• Un sistema CIM según la definición de Arthur Andersen & Co., 1986 es:
“La aplicación integrada de conceptos y técnicas de organización y ges9ón de la producción, junto con las nuevas tecnologías de diseño, fabricación e información,
con el objeto de diseñar, fabricar y distribuir un producto acorde a las necesidades de mercado, con una alta calidad, óp9mo nivel de servicio y los menores costes”.
(*) American Associa.on of Engineering Socie.es
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¿Por qué CIM? (I) • ¿Integrar para qué? • Los sistemas de producción actuales deben permi9r fabricar diferentes elementos: • Por diversificación de la producción • Por la presión de tecnología que cambia con rapidez
• Es decir: integrar ordenadores y máquinas, en busca de FLEXIBILIDAD y EFICIENCIA
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¿Por qué CIM? (II) • Un sistema CIM no es sólo: • Hardware y soLware automa9zado • Un sistema de fabricación comprado e instalado en la empresa • Estrategias de fabricación como JIT o ingeniería simultánea
• Una empresa que busca implementar el concepto CIM considerará prioritarios aspectos como: • Sa4sfacción del cliente • Calidad total • Valora las ideas de cada empleado • No acepta el estatus, sino que busca la mejora con4nua Lu
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Un poco de Historia (I) • 60’s – 70’s • Demanda clientes: ↑ variedad y ↓ precios • Es preciso nueva filosoqa de producción • ↓ costes de producción • ↑ calidad (producto y proceso): mejora con9nua del proceso produc9vo, evitando fallos: concepto KAIZEN (*)
• Células flexibles: op9mizadas de forma aislada: pero la empresa no responde de manera óp9ma
(*) “Mejora con9nua”. Metodología de calidad en la empresa y en el trabajo, tanto individual como colec9vo. Filosofia asociada al Sistema de Producción Toyota. “¡Hoy mejor que ayer, mañana mejor que hoy!”
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Un poco de Historia (II) • 60’s – 70’s • Primeros computadores en la industria: • RW-‐300 en planta química TEXACO (Port Arthur, Texas, marzo de 1959)
• FERRANTI-‐ARGUS en planta de Imperial Chemical (noviembre de 1962)
• 80’s • µP y µC y reducción de costes: • Inteligencia distribuida: especialización de funciones
• Surge la necesidad de que todos los comptuadores interaccionen de manera ordenada
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Los procesos productivos actuales
• Hasta hace poco: procesos de producción masiva • Se precisa ↑ VARIEDAD de PRODUCTOS • FLEXIBILIDAD: posibilidad de reconfigurar la línea de producción en todos sus niveles
• Impacto de las TICs en los sistemas produc9vos: • La integración de los diferentes elementos que cons9tuyen un sistema de producción está realizado a través de lo que se conoce como CIM.
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Concepto CIM (I) CIM es una filosoNa o principio orientador de
la organización de una empresa de fabricación, tendente a obtener el máximo beneficio, para los obje9vos globales de la
empresa, a través de la integración, basada en computador, de las funciones de la misma, incluidas su interacción con otras empresas o
con las administraciones Luis Pe
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Concepto CIM (II) • Los sistemas informá9cos introducidos en las empresas de fabricación permi9eron inicialmente la automa9zación y mecanización de gran número de tareas, y han permi9do, más recientemente, la integración basada en computador de áreas completas de la empresa.
• Reto actual del CIM: integración global basada en computador de la empresa de fabricación, rompiendo así las llamadas islas de automa9zación y de información.
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CIM
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Inicialmente la automa9zación de sectores aislados de la empresa, dio lugar a las llamadas islas de automa4zación y de información
Reto interno: coherencia entre los obje4vos corpora4vos y de marke9ng, y la capacidad produc4va de la empresa
Rueda CIM (SME)
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Rueda CIM (SME)
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Áreas de la rueda SME (Niveles de la empresa) o Nivel direc4vo
(exterior) o Nivel de proceso
(medio) o Infraestructura y recursos
(interior)
Rueda CIM vs. Áreas de la Empresa
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Sectores de la rueda SME • Diseño y documentación • Planificación y control de la
producción • Producción
Áreas de la Empresa
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SISTEMAS DE FABRICACIÓN La empresa y el sistema de producción
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Producción Producción es un conjunto de ac4vidades interrelacionadas que incluyen el • diseño del producto y la documentación, • selección de los materiales, • planificación, • producción, • control de calidad, • tareas de dirección, y • venta del producto.
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Sistemas de producción
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Sistemas de producción • Clasificación de los sistemas de producción
• Dos criterios: • Cómo se fabrica el producto con el sistema de producción • Cómo se sa4sface la demanda con una estrategia de producción
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Sistemas de producción
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• Clasificación según el sistema de producción • Proyecto • Job shop • Repe99vo • Línea • Con9nuo
Sistemas de producción • Clasificación según la estrategia de producción • Depende de:
• Tiempo de producción. Manufacturing Lead Time (MLT), 9empo máximo entre la recepción de una orden y la entrega del producto
• Tiempo de espera del cliente. Customer Lead Time (CLT), 9empo máximo que el cliente está dispuesto a esperar desde su pedido
• Encontramos: • Ingeniería bajo pedido (ETO, Engineer To Order) • Fabricación bajo pedido (MTO. Make To Order) • Ensamblado bajo pedido (ATO, Assemble To Order) • Fabricación en stock (MTS, Make To Stock) Lu
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Sistemas de producción
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Organización de la Empresa
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Organización de la Empresa
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Contabilidad y Dirección
Ventas y marke9ng
Diseño del producto
Ingeniería de producción
Ingeniería
Planificación y control de producción
Fábrica Compras
Calidad
Servicios de soporte
Proveedores Clientes
Distribución y envío
Interfase a todos los
departamentos
Organización de la Empresa • Empresa = Organización de recursos humanos, materiales y financieros que ofrecen productos y/o servicios.
• Representación: bloques funcionales • Ventas y marke9ng • Contabilidad y dirección • Definición del producto y del proceso • Planificación y control de la fabricación • Fábrica (Shop Floor) • Servicios de soporte
• Una implementación de CIM afecta a todos ellos Luis Pe
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Organización de la Empresa • Ventas y Marke4ng ↔ Clientes y Mercado • Su misión principal es crear compradores/clientes. • Para ello 9 Funciones internas:
• 1) Ventas. 2) Servicio al cliente. 3) Publicidad. • 4) Desarrollo de nuevos productos (R&D). 5) Precios. • 6) Empaquetado. 7) Relaciones públicas. • 8) Distribución de productos. 9) Previsión de la demanda.
• Interfases: • Interfase con el comprador. • Interfase con Contabilidad y Dirección. • Interfase con el Diseño del Producto. • Interfase con Planificación y Control de Procesos. • Interfase con el Departamento de Ingeniería.
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Organización de la Empresa • Ventas y Marke9ng. • Funciones de la interfase con el comprador:
• Entrada de pedidos. • Modificación de pedidos. • Cambio en las especificaciones. • Cambio en las can9dades. • Cambio en las condiciones de entrega.
• Envíos y Facturación. • Interfase con Contabilidad y Dirección.
• Ventas y Marke9ng proporciona a Contabilidad y Dirección la información necesaria para la planificación de la producción y la toma de decisiones estratégicas.
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Organización de la Empresa • Ventas y Marke9ng. • Interfase con el diseño del producto.
• Especificaciones de los productos a diseñar. • Crí9cas de los consumidores al diseño del producto.
• Interfase con Planificación y Control de Procesos. • Información necesaria para la generación del Plan Maestro de Producción (MPS).
• Interfase con el Departamento de Ingeniería. • Es el responsable de asegurar que todos los cambios del producto propuestos por el Departamento de Diseño del Producto, son aprobados y revisados por el departamento de Ventas y Marke9ng antes de ser implementados en fabricación.
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Organización de la Empresa • Contabilidad y Dirección. • Establece obje4vos globales de la empresa. • Funciones financieras.
• Ges9ón de capitales. • Planificación financiera. • Análisis financiero. • Planificación estratégica.
• Planificación a medio y largo plazo. • Contabilidad. Responsable de:
• Contabilidad general. Contabilidad de costes. • Ges9ona el libro mayor, cuentas con clientes y proveedores.
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Organización de la Empresa • Definición del Producto y del Proceso. • Diseño del producto.
• 1) Diseño (concepto) • 2) Selección. de materiales • 3) Documentación
• Ingeniería del Proceso. • Trabajos, procesos y calidad.
• Departamento de Ingeniería. • Aprobación de todos los departamentos de cambios en el producto o en el proceso.
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Organización de la Empresa
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Organización de la Empresa • Planificación y Control de la Producción. 1. Convierte los planes de dirección en
instrucciones de fabricación (traducción).
2. Planificación detallada del flujo de materiales y de capacidades para realizar el plan general.
3. Ejecución de los planes, planificando las ac9vidades y coordinando las compras.
• Unidad más compleja por 1) la can9dad de información manejada 2) número de interfases
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Organización de la Empresa
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Organización de la Empresa
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Flujo de información en la unidad MPC (Manufacturing Planning and Control)
Organización de la Empresa • Fábrica. • Planificación de los trabajos e informes. • Movimiento de materiales. • Procesos de fabricación. • Control de procesos en planta. • Control de calidad.
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Organización de la Empresa
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Organización de la Empresa • Servicios de soporte. Más comúnmente encontrados: • Seguridad. • Personal de mantenimiento. • Desarrollo de Recursos humanos. • Mantenimiento de ordenadores / servicios informá9cos.
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IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA CIM
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Implantación de un sistema CIM • Obje9vos • Costes de fabricación bajos • Mayor calidad del producto • Mejor control de la producción • Mejor atención al cliente • Menores inventarios • Mayor flexibilidad • Menores tamaño de lote
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Implantación de un sistema CIM • Pasos a seguir 1. Evaluación de la empresa 2. Simplificación 3. Implementación y medida de resultados
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Implantación de un sistema CIM (I) • Evaluación de la empresa • Tecnología
• Análisis del nivel de tecnología y complejidad de los sistemas de producción
• Recursos humanos • Grado de colaboración de los empleados
• Sistemas de producción • Entender cómo funciona el sistema de producción
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Implantación de un sistema CIM (II) • Simplificación • Simplificación es un proceso que elimina todas las operaciones posibles de cada ac9vidad u operación, mejorando la produc9vidad y efec9vidad del departamento y de la organización.
• Orígenes de Ineficiencias: • Transporte. • Espera en cola. • Establecimiento de máquinas (setup) • Tiempo de Procesado. • Tiempo de Inspección.
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Implantación de un sistema CIM (II) • Simplificación • Sólo la parte de procesado añade valor al producto final. • Todas las demás suponen costes que no añaden valor al producto. Sin embargo no se pueden eliminar totalmente. • La eliminación de costes, se centra casi siempre en la eliminación de mano de obra. • En la mayoría de los casos, la mano de obra supone sólo entre un 2 y un 10 por ciento del coste del producto.
• Eliminando únicamente mano de obra no produce en general ahorros significa9vos.
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Implantación de un sistema CIM (II) • Simplificación • Las operaciones de coste añadido, pueden llegar a suponer el 70 por ciento de las ac9vidades de la empresa. • Ejemplo: La sus9tución de una carre9lla por una cinta transportadora es sólo una mejora superficial. Una buena mejora sería poner las dos máquinas próximas. • Ejemplo: Tamaño as9lleros
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Implantación de un sistema CIM (III) • Implementación y medida de resultados • Medir los resultados a intervalos regulares (metodología) • Criterios de medida de resultados (parámetros)
• Tiempo de ciclo del producto. • Velocidad de inventario por producto. • Tiempo de establecimiento de máquinas. • Eficiencia de la fabricación. • Calidad y corrección de piezas defectuosas. • Produc9vidad y sugerencias de los empleados.
• Anotar los cambios efectuados en el sistema de producción.
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Implantación de un sistema CIM • CONCLUSIÓN. • El úl9mo paso consiste en la compra e instalación de HW y SW que cumpla las especificaciones desarrolladas (I y II)
• La mayoría de las empresas comienzan la implantación CIM con el úl9mo paso (III).
• Automa4zan todos los defectos del sistema, y el sistema de producción no mejora (de hecho puede empeorar a ritmo acelerado).
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